用于吹制并取出玻璃容器的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于吹制并取出玻璃容器的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在玻璃容器成型機的模具中吹制玻璃容器并從這種模具中取出已吹制容器的方法和裝置。更具體地說，本發明涉及一種方法和裝置，其用于在I.S.(行列式)玻璃容器成型機的吹模中吹制玻璃容器，之后從此模具中取出已吹制容器并將已吹制容器傳送到機器的固定冷卻板上，以便進行冷卻并最終取出以進行下一步處理。
在型坯的模制工序完成之后，打開組合模具，型坯之后被頸模夾持，并通過將其沿180°的弧線翻轉而傳送到組合吹模上，以便將型坯吹制成容器。翻轉工序通過轉動其上滑動式地固定了頸模臂的翻轉軸來實現，從而使得型坯在吹制過程中直立，即其開口端朝上。在共同轉讓的美國專利5893942(Nickey等人)和6098427(Kirkman)中大致介紹了將玻璃容器的型坯或坯件從初模如上所述地傳送到I.S.機的吹模中，這些專利的公開內容均通過引用結合于本文中。
傳統上說，如在轉讓給本申請受讓人的前任的美國專利3630709(Irwin)中所解釋的那樣，在I.S.機的吹模中通過噴頭來吹制容器，噴頭移動到與處于給定的I.S.機工位上的吹模中的型坯形成吹制接合，然后移動到與不此吹模處的已吹制容器相接合，此專利的公開內容通過引用結合于本文中。在打開組合模具之后通過取出機構將已吹制的容器從吹模中取出，取出機構裝有多個夾鉗，各組夾鉗分別用于與取出機構相關的I.S.機工位上的各吹模。共同轉讓的美國專利6241448B1(Nicholas)介紹了大致如上所述的取出機構，其用于從I.S.機工位的模具中取出已吹制容器，此專利的公開內容通過引用結合于本文中。美國專利5807419(Rodriquez-Wong等人)介紹了一種噴頭和取出機構的功能組合在一個機構中的I.S.機。然而，’419對比文獻中的機構描述了使用傳統的可樞軸轉動的夾鉗(件72，73)來在滾珠下方與各容器接合，滾珠稱為傳動珠，其位于容器的帶螺紋的或其它結構的收口之下，這就要求在夾鉗夾緊已吹制容器以便取出之前應打開組合吹模。出于在上述’488B1專利中所述的原因，在夾鉗夾緊已吹制容器前應打開吹模的要求是機器加工時間上的一個缺點。
在本發明的一個優選實施例中，在I.S.機的各工位上都設有一對組合式噴頭/取出機構。對這種組合機構進行定時以使之交替地操作，因此可將一個組合機構設置成在機器的吹模中吹制容器，而另一組合機構設置成在將已吹制容器存放在機器的固定冷卻板上之后立即返回到吹模處，從而開始重復進行吹制循環。這就消除了在各機器工位上僅帶有一個噴頭的I.S.機中所引起的損失的循環時間，因為吹制循環必須在噴頭將已吹制容器置于機器的固定冷卻板上并返回之后才能開始。為了避免單獨的組合機構在操作過程中發生碰撞，各組合機構的樞軸轉動臂的樞軸在垂直平面上是可動的，從而可將進入組合機構定位在離開組合機構在其將已吹制容器從吹模傳送到機器的固定冷卻板上的樞軸轉動過程中所能達到的高度之上。以這種方式使用一對組合式噴頭/取出機構改善了成型的循環時間，這是因為它保證了當模具在傳送到模具處的型坯周圍閉合時，存在一個組合式噴頭/取出機構位于吹模處，而不需要等待噴頭在將先前已吹制好的容器放置在機器的固定冷卻板上之后從固定冷卻板處返回。
因此，本發明的一個目的是提供一種改進的裝置和方法，用于在玻璃容器成型機的吹模中將可成型玻璃的型坯吹制成容器，并將已吹制容器從吹模傳送到不同的位置中以便進一步處理。更具體地說，本發明的目的是提供一種具有上述特征的改進的方法和裝置，其中型坯在I.S.式玻璃容器成型機的吹模中吹制，然后被傳送到I.S.機的固定冷卻板上，以便進行冷卻和最終進行進一步的處理。
為了進一步理解本發明及其目的，應當閱讀附圖及其下述簡短說明具體實施方式
以及所附權利要求。
如圖5中特別顯示的那樣，將在模具22中成型為容器C的型坯P通過頸模24從機器工位的坯件模制側傳送到模具22上。頸模24由翻轉或頸模臂組件26攜帶，其連接在可擺動的翻轉或頸模軸28上，軸28通常稱為搖臂軸，其可以在

圖1所示位置和圖5所示位置之間沿180°的弧線擺動。在將型坯P傳送到模具22中之后，翻轉臂組件26及其攜帶的頸模24就從圖1位置回到圖5位置，以便在模具22中開始重復進行玻璃容器制造過程，之后從中取出已吹制容器C。
I.S.機的工位20設有一對并排的組合式噴頭/取出機構30，32，各機構都帶有多個單獨的噴頭34，一個這種噴頭34用于在模具22中成型一個容器C。在圖7-13中詳細顯示了位于圖6所示位置處的噴頭機構30，然而應當理解，噴頭32具有與噴頭30相同的結構。在任何情況下，各噴頭機構30，32均由承載臂36和擺動臂38組成，噴頭34從承載臂36上懸伸出，承載臂36懸掛在擺動臂38上，因而可以繞軸A相對于擺動臂38作樞軸運動。各承載臂36可相對于噴頭機構30或32的擺動臂38樞軸轉動，它的一個要點是通過平行的連接機構或其它已知方式的等效結構來保證在擺動臂38擺動時，例如從圖1所示的噴頭機構30的位置擺動到其在圖6中的位置時，由承載臂36所攜帶的噴頭34的角位置不會改變。
圖1顯示了剛好在I.S.機工位20的固定冷卻板40之上、因而能夠將已吹制容器C放置在其上的噴頭機構32的位置。在裝置的這種狀態下，噴頭機構30定位成與塔架42垂直地對齊，噴頭機構30固定在塔架42上以便繞軸B進行樞軸轉動。同樣，噴頭機構32固定在第二塔架(未示出)上以便繞軸B進行樞軸轉動，第二塔架緊接在塔架42之后并與之形成鏡像。關于這一點，各噴頭機構30，32的樞軸B通過將在下文中詳細介紹的結構可在低位、例如圖1中噴頭機構32所處的位置和圖4中噴頭機構32所處的高位之間垂直地移動，從而允許噴頭機構30，32在圖1所示位置和圖4所示位置之間擺動，而不會干擾在相同垂直平面內對齊的噴頭機構30和32之間的接觸。這樣，當噴頭機構30在將容器C放置在固定冷卻板40上時，噴頭機構32的噴頭34將定位成剛好與模具22中的型坯P相接合，這例如可從圖4與6之間的比較中看出。與只使用一個噴頭/取出機構的安裝情況相比，這可允許在從模具22中取走一組容器C到從模具22中取走下一組容器C之間的循環時間存在著約13％的大致計算出的減少，而且在必須從固定冷卻板40上取出部分冷卻的容器C以調節新成型容器C到固定冷卻板40的傳送之前，不會減少固定冷卻板40上的容器C的冷卻時間。或者，可以通過更緩慢地移動噴頭30，32來減小作用在已吹制容器C上的慣性力，從而一定程度地降低循環時間的提高。無論如何，如果在打開模具22的組合模之前各對組合式噴頭/取出機構可通過收口與已吹制容器C相接合，那么循環時間的減少可提高約4％，也就是說，總共可減少約17％，同時無需將容器C的接合延遲到打開組合模具為止，這種延遲在通過傳統取出機構的夾鉗的傳動珠接合所實現的從模具22中傳送已吹制容器的情況下是必須的。在上述’488B1專利中介紹了這種現象。另外，使用噴頭將已吹制容器C傳送到固定冷卻板40上允許通過在傳送工序中將空氣吹入到噴頭30或32中來部分地冷卻容器C。
如圖7所示，噴頭機構30具有攜帶了噴頭34的大致梯形的框架44，各噴頭34可通過分離件35(圖11B)與框架44快速地脫離。框架44設有從框架44中延伸穿過的環形組合件46，其平行于噴頭30所攜帶的容器C的方位且位于其上方。在環形件46的端部之間設置了可反向地雙向動作的氣壓缸48，氣壓缸48可驅動從相對端部延伸穿過環形件46的組合齒條50(圖8)。可往復運動但不可旋轉的齒條50以直角傳動的方式和與各噴頭34相關的螺桿52接合，以便同時打開或關閉與各噴頭34相關的容器收口接合夾鉗或卡盤組件54(圖9，10)。
如圖7，11A所示，框架44由用螺紋或其它可調方式固定在下部件58上的大致三角形的上部件56構成，在它們之間設有定位板57，用于保證其中具有對準開口的上部件56和下部件58之間的正確對準。上部件56固定在擺動臂38上，以便與擺動臂38一起在圖3和4所示位置和圖6所示位置之間擺動，下部件58帶有與各噴頭34相關的部件。如圖12所示，用于冷卻各噴頭34的冷卻空氣通過下部件58中的通道60進行循環，而用于在圖3，4所示噴頭機構30的位置中將型坯P吹制成容器C的吹制空氣則通過下部件58中的通道62引入。用于操作在圖中顯示為一對端對端設置的缸體的氣壓缸48的空氣通過進入管線64引入，進入管線64接收來自下部件58中的通道64a，64b中的空氣。來自通道62的吹制空氣通過傳輸管66向下吹入到正被吹制成容器C的型坯P中，傳輸管66的上端被壓縮彈簧68向下彈性偏壓，并設有O形密封圈70以允許在傳輸管66的擴大上端和下部件58中的容納有傳輸管66的上端的通道之間實現密封的滑動運動。傳輸管66的下端安放在吹制空氣進入管72的上端中(圖11B)，進入管72延伸到和與空氣進入管72相關的噴頭34相接合的型坯P或容器C中，這根據具體情況而定。
各夾鉗組件54具有周向間隔開的多個、如圖所示為三個夾鉗件74，它們可被同時驅動，或徑向朝內移動以夾緊容器C的收口F(圖11B)，或朝外移動以釋放容器C的收口F。雖然容器C顯示為具有一個用于在容器C上施加頂蓋的收口F，然而可以設想，夾鉗件74的收口F的接合面可構造成能通過螺紋收口F來操作容器C。關于這一點，各夾鉗件74夾持在夾鉗座75中，并具有向上延伸的銷76，其容納在環形凸輪隨動件77中，銷76跨置于擺動凸輪80的凸角的非圓形槽78中。由組合齒條50的伸縮而引起的凸輪80的擺動能夠有效地將各夾鉗組件54的夾鉗件74同時移動到與容器(C)的收口(F)形成接合或脫離接合。包括夾鉗件74和夾鉗主體76的組件可在環形夾鉗外殼79中滑動，而且可通過其位置沿其縱向中心軸線可調節的銷子81來限制此組件的后退行程。
各噴頭34的螺桿52固定在圍繞著傳輸管66的環形件82上，在噴頭機構30的凹腔86中設有襯套84，其位于傳輸管82的相對端處，以允許其和螺桿52及傳輸管66一起繞傳輸管66的縱向中心軸線擺動。傳輸管道66的底端設有外螺紋的插塞86，具有可在襯套88內旋轉的直立環形部分80a的凸輪80可通過螺紋固定在插塞86的外部，從而可與之一起旋轉。凸輪80也可通過螺紋固定在空氣進入管72的上部72a的延伸部分上，從而可與之一起旋轉；這樣，組合齒條50的往復運動可以有效地使螺桿52擺動，從而使凸輪80擺動，以使夾鉗件74如所需地向內或向外移動。然而，還設有圍繞著凸輪80的一部分直立部分80a的環形制動組件90，從而可在需要時阻止凸輪80的擺動。
圖14顯示了用于抬起或降低噴頭機構30，32的軸的裝置，其在上文中被稱為下部軸A。圖14顯示了尤其關于噴頭機構30的這種裝置，以及此裝置可樞軸轉動地固定在其上的塔架42，然而應當理解，用于抬起或降低噴頭機構32的裝置在設計和結構上與噴頭機構30所用的裝置是相同的。凸輪38繞軸B的擺動由齒條92來驅動，齒條92的直線運動由可逆電動機94來驅動，其最好是用于實現最佳可控性的交流伺服電機。電動機94的擺動導致可在滾珠花鍵99上上下滑動的齒輪組件95產生擺動，滾珠花鍵99從電動機94延伸到齒輪組件95。齒條92驅動固定在軸98上的正齒輪96，軸B延伸穿過軸98，臂38連接在軸98上以與軸98一起旋轉。
軸98可旋轉地安裝在托架100上，可根據旋轉電機102來調節托架100的提升，因而調節軸98和擺動臂38的提升，電機102最好是交流伺服電動機，其與可提升或降低托架104的螺桿103接合，托架100從托架104上通過垂直支撐件106，108來支撐，支撐件108是環形的，并且圍繞著齒條92的最底部。因此，可通過電動機94來驅動軸98的擺動，從而驅動擺動臂38的擺動，這與軸98的抬起或降低無關，因此由電動機102驅動的擺動臂38受到電子或其它控制系統的控制，該系統可具有傳統的結構，用于控制電動機94和電動機102相互間在定時程序內的操作。
雖然在上文中已經顯示并介紹了申請人設計的直至申請日為止為實現本發明的最佳模式，然而對于本領域的技術人員來說應該清楚，在不脫離本發明范圍的前提下，可對本發明進行適當的修改、變化以及等效處理，本發明的范圍只由下述權利要求的條款及其法律等效物來限定。
權利要求
1.一種用于玻璃容器成型機的組合式取出和噴頭組件，所述組合式取出和噴頭組件包括第一組合式取出和噴頭機構，其用于將吹制氣體注入到在所述成型機的模具中進行吹制的第一組玻璃容器中，然后可夾緊所述第一組容器；第一樞軸轉動臂，所述第一組合式取出和噴頭機構安裝成靠近所述第一樞軸轉動臂的自由端，并遠離所述第一樞軸轉動臂的樞軸；用于使所述第一樞軸轉動臂擺動的裝置，其可使所述第一組合式取出和噴頭機構在與所述成型機的模具中的玻璃容器對準的位置以及與所述成型機的固定冷卻板對準的位置之間移動；用于提升和降低所述第一樞軸轉動臂的樞軸的裝置；第二組合式取出和噴頭機構，其用于將吹制氣體注入到在所述成型機的模具中進行吹制的第二組玻璃容器中，然后可夾緊所述第二組容器；第二樞軸轉動臂，所述第二組合式取出和噴頭機構安裝成靠近所述第一樞軸轉動臂的自由端，并遠離所述第二樞軸轉動臂的樞軸；用于使所述第二樞軸轉動臂擺動的裝置，其可使所述第二組合式取出和噴頭機構在與所述成型機的模具中的第二組玻璃容器對準的位置以及與所述成型機的固定冷卻板對準的位置之間移動；用于提升和降低所述第二樞軸轉動臂的樞軸的裝置；其特征在于，當所述第一樞軸轉動臂和所述第二樞軸轉動臂中的一個移動到與所述成型機的模具中的玻璃容器對準的位置時，所述第一樞軸轉動臂的樞軸和所述第二樞軸轉動臂的樞軸中的一個相對于所述第一樞軸轉動臂的樞軸和所述第二樞軸轉動臂的樞軸中的另一個抬起，以避免在所述第一樞軸轉動臂的擺動過程和所述第二樞軸轉動臂的擺動過程中在所述第一組合式取出和噴頭機構與所述第二組合式取出和噴頭機構之間發生接觸。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一組合式取出和噴頭機構包括卡盤，其具有以環形陣列設置的周向間隔開的多個卡盤件，所述卡盤件可以只在水平面上在圍繞玻璃容器的收口但不與所述玻璃容器接觸的第一位置和與所述玻璃容器的收口相接觸的第二位置之間同時移動；和用于使所述卡盤件在所述第一位置和第二位置之間同時移動的裝置。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，用于使所述卡盤件在所述第一位置和第二位置之間同時移動的所述裝置包括環形凸輪，所述環形凸輪中具有周向間隔開的多個雙頭的非圓形槽，一個所述非圓形槽對應于一個所述卡盤件；其中，各所述夾鉗件均具有銷，其容納于所述凸輪的一個非圓形槽中；和用于使所述凸輪擺動的裝置，其可使各所述夾鉗件的銷從其所容納在其中的非圓形槽內的一個位置移動到其所容納在其中的非圓形槽內的第二位置。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，用于使所述凸輪擺動的所述裝置包括齒條；以直線方式移動所述齒條的裝置；和與各所述凸輪件相關并與所述齒條嚙合的齒輪，用于在共同的環形方向上同時使各所述齒輪擺動。
5.一種用于在玻璃容器成型機的模具中吹制玻璃容器并將已吹制容器從所述模具傳送到所述玻璃容器成型機的固定冷卻板上的工藝方法，所述工藝方法包括提供第一組合式取出和噴頭機構；當第一組容器處于所述模具中時，通過所述第一組合式取出和噴頭機構將空氣注入到所述第一組容器中，以便將所述容器的預成型件吹制成容器；通過所述第一組合式取出和噴頭機構夾緊所述第一組已吹制容器；將由所述第一組合式取出和噴頭機構夾持的所述第一組已吹制玻璃容器傳送到固定冷卻板上，并將所述第一組已吹制玻璃容器釋放在所述固定冷卻板上；提供第二組合式取出和噴頭機構；當第二組玻璃容器處于所述模具中時，通過所述第二組合式取出和噴頭機構將空氣注入到在所述成型機的模具中進行吹制的所述第二組容器中，以便將所述容器的預成型件吹制成容器；通過所述第二組合式取出和噴頭機構夾緊所述第二組已吹制容器；和在將所述第一組合式取出和噴頭機構從所述吹模傳送到所述固定冷卻板上的過程中，將所述第二組合式取出和噴頭機構從所述固定冷卻板傳送到所述吹模上，而不會導致所述第一組合式取出和噴頭機構與所述第二組合式取出和噴頭機構發生接觸。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括可逆地抬起所述第一組合式取出和噴頭機構與所述第二組合式取出和噴頭機構中的一個，而所述第一組合式取出和噴頭機構與所述第二組合式取出和噴頭機構中的另一個則將容器傳送到所述固定冷卻板上。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在將所述容器傳送到所述固定冷卻板上時，將空氣持續地注入由所述第一組合式取出和噴頭機構所傳送的容器中；和在將所述容器傳送到所述固定冷卻板上時，將空氣持續地注入由所述第二組合式取出和噴頭機構所傳送的容器中。
8.一種夾緊機構，其用于夾緊在玻璃容器成型機的模具中進行吹制的垂直豎立的玻璃容器，所述夾緊機構包括卡盤，其具有以環形陣列設置的周向上的多個卡盤件，所述卡盤件可以只在水平面上在圍繞玻璃容器的收口但不與所述玻璃容器接觸的第一位置和與所述玻璃容器的收口相接觸的第二位置之間同時移動；和用于使所述卡盤件在所述第一位置和第二位置之間同時移動的裝置。
9.一種工藝方法，其用于從玻璃容器成型機的吹模中取出具有收口的垂直豎立的已吹制玻璃容器，所述收口位于所述吹模之上，所述吹模包括可分開的半模，所述半模可在玻璃容器的模制過程中相互間閉合，并在所述玻璃容器的模制完成后相互間打開，以允許從所述吹模中取出已吹制的玻璃容器，所述工藝方法包括提供卡盤，所述的卡盤具有多個周向設置的卡盤件，所述卡盤件可以只在水平面上在徑向最外的第一位置和徑向最內的第二位置之間同時移動；將所述卡盤定位成圍繞所述吹模中的玻璃容器的收口，此時所述半模閉合且所述卡盤件處于其第一位置處；當所述半模閉合時使所述卡盤件同時移動到其第二位置處，從而與所述吹模中的玻璃容器的收口相接合；和之后打開所述吹模的半模，并在所述卡盤件處于其第二位置時使所述卡盤相對于所述吹模移動，從而從所述吹模中取出所述玻璃容器。
全文摘要
提供了垂直對準的第一和第二組合式噴頭和取出機構，從而可在模具中將玻璃型坯順序地吹制成容器，并將已吹制容器傳送到玻璃容器成型機的固定冷卻板上。各組合機構可繞承載臂的軸A樞軸轉動地懸伸出，承載臂可樞軸轉動地連接在擺動臂的一端，擺動臂的另一端可繞軸B樞軸轉動。各組合式噴頭和取出機構的軸B可周期性地抬起和降低，以允許另一組合式噴頭和取出機構在其下方擺動，從而允許兩個噴頭和取出機構之間形成重疊的循環。各組合式噴頭和取出裝置均設有卡盤或夾鉗組件，其通過容器收口而與各容器接合或釋放容器。各夾鉗組件具有多個夾鉗件，其通過凸輪的擺動而同時徑向向內或向外移動，凸輪具有非圓形槽，各夾鉗件所攜帶的銷置于槽中。
文檔編號B65D1/00GK1468820SQ0314128
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月3日 優先權日2002年6月3日
發明者D·W·萊迪, F·J·迪弗蘭克, D W 萊迪, 迪弗蘭克 申請人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司